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论文中心|计算机应用 ]基于三维云模型的智能控制器研究 |
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0 引言
云模型是李德毅先生创新提出“发现状态空间理论”[1]以及“隶属云与语言原子模型”[2]思想之后，于1995 正式提出隶属云概念[3]，即云模型概念。它用三个数字特征：均值（Ex）、熵（En）和超熵（He），将概念的随机性与模糊性融为一体。针对云模型的概念表述、推理规则、内在机理等问题，诸多学者进一步提出自己的研究成果。将云模型与神经网络、蚁群算法相结合，也是近几年新的研究趋势[4-6]。应用方面，云模型已被用于表达发现的知识、连续数据离散化、空间数据库的不确定性查询和不确定性推理、遥感影像的解译和识别、通信信号调制[7-10]等领域。在智能控制领域，将人的控制经验，通过语言原子和云模型转换到语言控制规则器中，可以设计一种控制器对倒立摆系统进行有效控制[11]。将云模型方法应用于控制器设计是一种有益的尝试[12,13]。云模型智能控制的研究还需进一步探讨，本文提出了三维云模型，分析了三维正态云模型推理规则，设计出相应的智能控制器，并在同等条件下与PID 系统相比较，，表明云模型控制器具有较强的稳定性、适应性。
1 云模型
云模型的含义是，设U 是一个普通集合U＝{x}，称为论域。T 为U 上的语言子集，CT(x)是U 到闭区间[0，1]的映射，对于任意元素x∈U，都存在一个有稳定倾向的随机数CT(x)，则称CT(x)在U 上的分布为云模型[3]。特别地，设R1(E1,E2)表示服从正态分布的随机函数，
其中E1 为期望值，E2 为标准差，则由满足下式：的数据对drop(xi,ui) (i=1,2,….)构成的云模型称为一维正态云模型[9]，简称一维正态云，组成云模型的数据对(xi,ui)称为一维云滴。其中Ex、En 和He 为组成该云模型的三个重要数字特征，分别称为期望值、熵和超熵，记为（Ex，En，He）。
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| 目录： |
0 引言
1 云模型
2 三维云模型
3 三维云模型规则推理及智能控制器设计
4 仿真验证
5 小结 |
| 参考资料： |
[1] 李德毅. 发现状态空间理论. 小型微型计算机系统，1994, 11(15): 1~6.
[2] 李德毅. 隶属云和语言原子模型. 计算机智能接口与应用论文集，1993，Pp：272～277.
（a）对象1/(s2＋25s＋1)的被控过程 （b）对象1/(s2＋35s＋1)的被控过程
图6. 系统仿真曲线
Fig.6 Simulation curves
∫dt 三维云模型映射器
d/dt
偏差e
u
图4 三维云模型控制器
Fig.4 3-D cloud model controllers
5
[3] 李德毅，史雪梅，孟海军. 隶属云和隶属云发生器，计算机研究和发展，1995，6(32),Pp:15~20.
[4] 邓晓燕，张申如. 隶属云模型的统计性质和有限精度实现， 解放军理工大学学报（自然科学版），2003,
4(6): 16-19.
[5] 柴日发，徐文骞，曾文华. 基于云模型的BP 算法改进，计算机仿真，2002, 19(3): 123-126.
[6] 段海滨，王道波，于秀芬 等. 基于云模型理论的蚁群算法改进研究，哈尔滨工业大学学报，2005, 37(1):
115-119.
[7] 杜 |
| 简单介绍： |
| 首先介绍了云模型的基本概念和规则推理，提出了三维云模型的的概念，分析了三维云模型的规则推理，设计出基于三维云模型智能控制器。最后与常规PID控制系统进行了对比，仿真结果表明了本文设计方法的有效性。 |
 点评资料 :
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